1物料的粒度组成及分析

固体物料分选学Solidmaterialsprocessing第一篇选前准备OrePreparation选前准备OrePreparation（1）作用：选前准备是对固体物料进行有效分选的首要前提。•使物料中的不同组分彼此解离；•为选别作业提供适宜的给料粒度。（2）组成：•破碎、筛分；•磨碎、分级。（3）重要技术指标：•给料和产品的粒度组成。1物料的粒度组成及分析Particlesizedistribution&sizeanalysisformaterial•1.1粒度组成及粒度分析Particlesizedistribution&sizeanalysis•1.2筛分分析Sieveanalysis•1.3粒度特性方程Mathematicalrepresentation(Theequationsofparticle-sizedistribution)1.1粒度组成及粒度分析Particlesizedistribution&Sizeanalysis•1.1.1粒度及其表示方法Particlesizeanditspresentationmethods•1.1.2粒度分析方法Sizeanalysismethods(particlesizemeasuringmethods)1.1.1粒度及其表示方法Particlesizeanditspresentationmethods•粉碎、磨碎和分选过程所处理的物料，都是尺寸大小不一、形状各式各样的松散粒群。对于这类松散物料，技术上通常引入“粒度”、“粒级”、“粒度组成”及“平均粒度”来描述粒群的特征。粒度Particlesize•颗粒或粒子大小的量度。表明物料粉碎的程度，一般用mm（或μm）表示。•在实际工作中，粒度通常借用“直径”一词来表示，记为d。•表示单颗粒的粒度。平均直径计算公式：d=(a+b+c)/3•Theexactsizeofanirregularparticlescannotbemeasured.Thetermslength,breadth,thickness,ordiameterhavelittlemeaningbecausesomanydifferentvaluesofthesequantitiescanbedetermined.Thesizeofasphericalparticleisuniquelydefinedbyitsdiameter.Foracube,thelengthalongoneedgeischaracteristic,andforotherregularshapesthereareequallyappropriatedimensions.•不规则颗粒的精确粒度是不能测定的，长、宽、厚度或直径之类的量词都没有多大的意义，因为对这些量都可以测出许多不同的数值。球形颗粒粒度的唯一定义是它的直径；立方体的特征尺寸是它一边的长度；而对其他的规则形状颗粒也同样有合适的量度。•Forirregularparticles,itisdesirabletoquotethesizeofaparticleintermsofasinglequantity,andtheexpressionmostoftenusedisthe“equivalentdiameter”.Thisreferstothediameterofaspherethatwouldbehaveinthesamemannerastheparticlewhensubmittedtosomespecifiedoperation.•对于不规则颗粒，最好用单一的量表示颗粒的大小，常用的表示方法是“等效直径”。这是指在某一特定过程中能发生与该颗粒相同的行为的球体的直径。•Theequivalentdiametersusuallydependsonthemethodofmeasurement.Severalequivalentdiametersarecommonlyencountered.Forexample,theStokes´diameterismeasuredbysedimentationandelutriationtechniques;theprojectedareadiameterismeasuredmicroscopicallyandthesieve-aperturediameterismeasuredbymeansofsieving.•等效直径往往因测量方法而异。常见的等效直径有几种，例如，通过沉降和淘析技术测定的斯托克斯直径(p208)，用显微镜测定的投影面积直径以及通过筛分确定的筛孔直径等。粒级sizerange•用某种方法（如筛分）将粒度范围较宽的碎散物料粒群分成粒度范围较窄的若干个级别，这些级别就称为粒级。•表示方法。粒级通常用上限尺寸和下限尺寸来表示。粒度组成sizedistribution•是指记录碎散物料粒群中各个粒级的质量分数或累积质量分数的文字资料，它表明物料的粒度构成情况，是对碎散物料粒度分布特征的一种数字描述。平均粒度averageparticlesize•碎散物料粒群中颗粒粒度大小的一种统计表示方法。•单一粒级的平均粒度：•混合粒群的平均粒度：统计学求平均值StatisticalSize加权算术平均粒度:ArithmeticMeanSize加权几何平均粒度:GeometricMeanSize调和平均粒度:HarmonicMeanSize•说明：对同一粒群，用不同方法计算的平均粒度值不同加权算术平均粒度＞加权几何平均粒度＞调和平均粒度计算时粒级分的越多，这3种平均粒度的数值越接近，计算结果越准确。实际中，当每个粒级的上限粒度和下限粒度之比不大于时,常采用加权算术平均粒度表示碎散物料粒群的平均粒度.22偏差系数deviation•平均粒度虽然反映了一个碎散物料粒群中颗粒粒度的平均大小，从一个侧面描述了这一物料的粒度特征，但它并不能全面地说明物料的粒度特征。尽管两个碎散物料粒群具有相同的平均粒度，但它们各个相同粒级的质量分数却完全不同。由此可见，平均粒度并不能全面地说明物料的粒度特征。为了更充分地描述物料的粒度特征，在实际工作中，除采用平均粒度外，还引入偏差系数来描述物料中颗粒粒度的均匀程度。•偏差系数的计算公式：标准差计算公式：•K偏＜40％，均匀粒群；K偏＝40％～60％，中等均匀粒群；K偏＞60％，不均匀颗粒。1.1.2粒度分析方法Particlesizeanalysis•粒度分析:确定物料粒度组成的试验。•Sizeanalysisofthevariousproductsofamillconstitutesafundamentalpartoflaboratorytestingprocedure.Itisofgreatimportanceindeterminingthequalityofgrindingandinestablishingthedegreeofliberationofthevaluesfromthegangueatvariousparticlesizes.Intheseparationstage,sizeanalysisoftheproductsisusedtodeterminetheoptimumsizeofthefeedtotheprocessformaximumefficiencyandtodeterminethesizerangeatwhichanylossesareoccurringintheplant,sothattheymaybereduced.•选矿厂各种产品的粒度分析是实验室试验过程的一个基本组成部分，它对确定磨矿质量以及有价矿物和脉石在各种粒度下的解离度具有重要意义。在分选阶段，产品的粒度分析用于确定效率最高时的最佳给矿粒度，以及确定选矿厂产生各种损失量时的粒度范围，以便减少损失。•Itisessential,therefore,thatmethodsofsizeanalysismustbeaccurateandreliable,asimportantchangesinplantoperationmaybemadeontheresultsofthelaboratorytests.•因此，粒度分析的各种方法要求必须准确、可靠。这很重要，因为选厂可能根据实验室试验结果对操作作出重大变革。粒度分析的重要性•粒度分析是固体物料分选学中的一项重要工作：针对不同粒度范围的物料，采用不同的分选方法；确定分选工艺流程和选择分选设备时，待分选物料的粒度组成是一个必须考虑的重要因素；在评价分选作业的实际工作效果和分析生产过程时，也常常需要对给料和产物进行粒度分析。因此，对于固体物料的分选过程，粒度分析问题是一个基本手段，是技术工作中的一项基本操作方法。常用方法commonmethodsofsizeanalysis筛分分析法Sieveanalysis水力沉降分析法hydro-sedimentationmethods显微镜分析法Microscopicsizing筛分分析法SieveAnalysis•简称筛析法，就是利用筛孔大小不同的一套筛子对物料进行粒度分析的方法。•适用的物料粒度范围：100～0.01mm，粒度大于0.1mm的物料多用干筛，粒度在0.1mm以下的物料则常采用湿筛。•得到的是颗粒的几何尺寸。•优点：设备简单、操作容易。•缺点：颗粒形状对分析结果的影响较大。水力沉降分析法Hydro-sedimentationMethods•简称水析法，就是利用不同粒度的颗粒在水中沉降速度的差异，将物料分成若干粒度级别的分析方法。•测量结果是具有相同沉降速度的颗粒的当量直径，而不是颗粒的实际尺寸（几何尺寸）。•特点：既受颗粒大小的影响，又受颗粒密度和形状的影响。•适用范围：0.05～40μm物料。显微镜分析法Microscopicsizing•在显微镜下对颗粒的尺寸和形状直接进行观测的一种粒度分析方法。•应用：检查分选作业的产品校正水析法所得到的分析结果研究物料的结构构造•适用范围：0.005～50μm。Somemethodsofparticle-sizeanalysismethodApproximateusefulrange(microns)TestingsievingElutriationMicroscopy(optical)Sedimentation(gravity)Sedimentation(centrifugal)Electronmicroscopy100000-1040-550-0.2540-15-0.051-0.0051.2筛分分析•最古老的粒度分析方法之一，也是目前实验研究和生产实践中应用最多的粒度分析方法。•实质：让已知质量的物料连续通过筛孔逐层减小的一套筛子，从而把物料粉成不同的粒度级别。•Sieveanalysisisoneoftheoldestmethodsofsizeanalysisandisaccomplishedbypassingaknownweightofsamplematerialsuccessivelythroughfinersievesandweighingtheamountcollectedoneachsievetodeterminethepercentageweightineachsizefraction.Sievingiscarriedoutwithwetordrymaterialsandthesievesareusuallyagitatedtoexposealltheparticlestotheopenings.筛析是最古老的一种粒度分析方法，做法是使已知重量的试料相继通过逐个变细的筛网，并称量每个筛网上所收集的试料量，计算出每个筛级的重量百分数。筛分可以用湿料，也可以用干料，筛子要振动，以便使所有颗粒都能与筛孔接触。1.2.1筛分分析的工具Thetoolofparticle-sizeanalysis•标